DE69823962T2

DE69823962T2 - Batterieanordnung

Info

Publication number: DE69823962T2
Application number: DE1998623962
Authority: DE
Inventors: Toyohiko Etoh; Koh Watanabe
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2018-03-12
Also published as: EP0918358A4; DE69823962D1; KR20000010837A; JP3724103B2; EP0918358A1; US6130003A; KR100275025B1; JP2005332829A; WO1998040918A1; EP0918358B1; CN1169242C; CN1227002A; JPH10255745A; JP4254756B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterieanordnung zur Anbringung in einem Fahrzeug mit elektrischem Motor wie etwa einem Elektroauto.
Einschlägiger Stand der Technik
Bei Batterien wie NiMH-Batterien, die für die Verwendung in einem Fahrzeug mit Elektromotor angepaßt werden können, ist es theoretisch und erfahrungsgemäß bekannt, daß die Lebensdauer einer solchen Batterie verlängert werden kann, und daß eine solche Batterie effektiver geladen bzw. entladen werden kann, wenn ihre Temperatur innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gehalten wird. Die Temperatursteuerung bei einer Batterie beinhaltet Kühlen oder Wärmen, weshalb ein entsprechender Batterielager- oder -ladeaufbau benötigt wird, der zum Kühlen bzw. Wärmen einer Batterie ausgelegt ist. Beispielsweise die JP-Offenlegungsschrift Nr. Hei 5-343105 beschreibt ein Batteriemodul für die Aufnahme einer Anzahl von rechteckig-quaderförmigen Batterieelementen. Wenn solche Batterieelemente mit einer solchen Formgebung eingesetzt werden, ist es nötig, die Zellen entweder in Anlage aneinander anzuordnen, oder einen rechteckig-quaderförmigen Abstandhalter mit vollständiger Steifigkeit vorzusehen, der zwischen Batterieelemente eingreift, um eine Verformung von Zellen aufgrund eines erhöhten Innendrucks zu vermeiden. In der oben erwähnten Druckschrift ist ein rechteckig-quaderförmiger Abstandhalter mit einer Öffnung zwischen Batterieelementen angeordnet, so daß Kühlmedium bzw. Kühlmittel durch die Öffnung strömt.
Da jedoch bei dem oben beschriebenen Aufbau zahlreiche Abstandhalter vorgesehen werden müssen, leidet der Aufbau unter Problemen der Komplexität, erhöhten Teilekosten, und vermehrten Arbeitsschritten für den Zusammenbau. Des weiteren ist ein solcher Aufbau nicht unmittelbar auf eine Batterie oder eine Batterieelement anwendbar, die nicht rechteckig-quaderförmig ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist es, eine modifizierte Batterie, einen neuen Aufbau für Verbindungsteile zwischen Batterien, und eine Trägerstruktur für Batterien und Zellen zur Verfügung zu stellen, so daß diese effektiv gekühlt bzw. gewärmt werden können, ohne daß zusätzliche Bauelemente wie Abstandhalter oder dergleichen erforderlich sind. Dies vereinfacht den Aufbau und verringert Teilekosten sowie die Anzahl von Arbeitsschritten für den Zusammenbau.
Zur Lösung der obenstehenden Aufgabe weist eine Batterieanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung auf: eine Anzahl von Stütztrennwänden, an denen Batteriehalteöffnungen an festgelegten Positionen in einer festgelegten Anordnung ausgebildet sind, und einer Anzahl von Batteriemodulen, die jeweils eine lange zylindrische Einheit bilden, welche aus einer Anzahl von zylindrischen Batterieelementen besteht, die elektrisch und mechanisch in einer längsgerichteten Anordnung verbunden sind. Die Stütztrennwände sind ähnlich den Zähnen eines Kamms angeordnet, wobei ein Raum, der einem ganzzahligen Vielfachen der Länge einer Batterie entspricht, zwischen benachbarten Stütztrennwänden vorgesehen ist. Das Batte riemodul durchdringt die angeordneten Stütztrennwände von einem Ende zum anderen und ist durch die Batteriehalteöffnungen eingesetzt. Ferner hält und trägt die Stütztrennwand ein Verbindungsteil zwischen Batterien. Bei dieser Anordnung wird in der vorliegenden Erfindung ein Zwischenraum zwischen Stütztrennwänden erzeugt. Durch Zuführen eines thermalen Mediums wie etwa Luft durch diesen Zwischenraum können Batterien wirkungsvoll gekühlt oder gewärmt werden, wobei es nicht nötig ist, ein zusätzliches Element wie einen offenen Abstandhalter oder dergleichen zu verwenden. Im Ergebnis ist der Aufbau vereinfacht, und Teilekosten und Arbeitsschritte für den Zusammenbau können verringert werden. Des weiteren ist eine Beschädigung der Verbindungsabschnitte von Batterien aufgrund mechanischer Vibration unwahrscheinlich, selbst wenn diese eine geringe mechanische Steifigkeit oder Vibrationsfestigkeit besitzen, weil dieses Teil von der Stütztrennwand gehalten ist. Anders ausgedrückt, bei der vorliegenden Erfindung können Batterien verbunden werden unter Verwendung eines kostengünstigen Verfahrens, das im Hinblick auf mechanische Steifigkeit oder Vibrationsfestigkeit keine Probleme aufweist.
Es kann weiterhin bevorzugt sein, eine Abstimmvorsprung anzuwenden, bei der Batteriedurchführöffnungen an festgelegten Positionen in einer festgelegten Anordnung ausgebildet sind und eine Abstimmvorsprung an der Kante der Batteriedurchführöffnung oder an einem Teil zwischen den Öffnungen ausgebildet ist, der in der Richtung vorsteht, in der sich die Batterien erstrecken. Der Abstimmvorsprung kann zwischen Stütztrennwänden oder zwischen einer Stütztrennwand und einem anderen Abstimmvorsprung angeordnet sein. Mit anderen Worten, die Batteriemodule sind so angeordnet, daß sie sich nicht nur durch die an der Stütztrennwand ausgebildete Batteriehalteöffnung erstrecken, sondern auch durch die am Abstimmvorsprung ausgebildete Batteriedurchführöffnung. Der hier erwähnte Abstimmvorsprung ist ein Vorsprung, der zum Einstellen des Stroms eines Mediums in der Batterieanordnung ausgebildet ist. Der Vorsprung stellt das Medium beispielsweise so ein, daß es stromabwärts mit einer höheren Geschwindigkeit fließt als stromaufwärts, und erfüllt des weiteren eine Funktion des Blockierens eines Wärmeaustauschs zwischen dem Medium und einer stromaufwärts in der Mediumströmung angeordneten Batterie (im nachfolgenden als Abstimmung bezeichnet). Bei dieser Anordnung kann eine Batterie ungeachtet der Strömungsrichtung des Mediums oder einer Lagebeziehung zwischen der Batterie und der Mediumströmung gekühlt oder gewärmt werden. Des weiteren, im Vergleich mit Fällen, in denen eine einzige Trennwand für die Funktionen zuständig ist, die von einer Stütztrennwand und einem Abstimmvorsprung erfüllt werden, kann jede Trennwand einen einfacheren Aufbau besitzen, weil jede davon wegen der funktionellen Trennung eine einfachere Funktion besitzt, so daß eine Stütztrennwand für das Abstützen zuständig ist, während ein Abstimmvorsprung für das Abstimmen zuständig ist. Weiterhin muß eine Stütztrennwand präzise mit der Größe bzw. der Position einer Batteriehalteöffnung ausgebildet sein, um eine Haltefunktion zu erfüllen, wobei eine Abstimmvorsprung keine solche Einschränkung aufweist. Daher kann eine funktionelle Trennung zwischen einer Stütztrennwand und einem Abstimmvorsprung Fertigung und Zusammenbau vereinfachen. Beispielsweise unter Verwendung eines Verfahrens, bei dem eine rippenförmige Stütztrennwand vorausgehend gebildet/gefertigt wird, oder eine separate Wand und ein separat gebildeter Abstimmvorsprung späterhin gebaut wird, kann durch Formen oder ein anderes Verfahren, trotz der Verwendung eines Abstimmvorsprungs mit einer relativ komplizierten Formgebung mit Abstimmvorsprüngen, eine kostengünstige Anordnung zur Verfügung gestellt werden.
Des weiteren kann das Verbindungsteil zwischen Batterien mit einem elektrisch isolierenden, elastischen Element versehen sein, welches an die Innenfläche der Batteriehalteöffnung mit einer vorgegebenen Elastizität anstößt. Das elastische Element isoliert die Batterieteile mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen elektrisch voneinander. Bei dieser Anordnung ist es möglich, eine elektrische Isolierfunktion für elektrisch isolierende Teile mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen von Batterien und eine Funktion zum Verhindern einer Beschädigung des Verbindungsteils zwischen Batterien durch Dämpfen einer Vibration, die von einem einzelnen Element darauf ausgeübt wird, zur Verfügung zu stellen. Im Ergebnis wird die Anzahl von Teilen verringert und eine kostengünstige Batterieanordnung erhalten.
Es wird angemerkt, daß, obgleich die vorliegende Erfindung als "Batterieanordnung" dargestellt wird, sie auch als "Verfahren zum Aufbauen einer Batterieanordnung", "Trennwand für eine Batterieanordnung", "Aufbau für ein Batteriemodul unter Verwendung einer zylindrischen Batterie", "Fahrzeug mit Elektromotor, das eine Batterieanordnung aufweist", oder dergleichen darstellbar ist. Die Variation eines solchen Ausdrucks erschließt sich problemlos für einen Fachmann, der Bezug auf die Offenlegung der vorliegenden Anmeldung nimmt. Es ist auch zu beachte, daß die im nachfolgenden als konkretes Beispiel für die vorliegenden Erfindung beschriebene bevorzugte Ausführungsform nur eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Anders ausgedrückt, die vorliegende Erfindung kann verschiedene Modifikationen umfassen, ohne daß sich dadurch ihr Grundgedanke ändert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht eines Aufbaus einer Batterieanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Teilquerschnittansicht in der Längsrichtung eines Beispiels für eine Trennwandform gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine schematische Querschnittansicht eines modifizierten Aufbaus eines Verbindungsteils zwischen Batterien gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine Seitenansicht eines Beispiels zum Bestimmen der Größe eines Knotengummis gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
5 zeigt perspektivische Ansichten von Beispielen für die Form eines Knotengummis gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar im besonderen (a) die Form eines an einer Batteriehalteöffnung ausgebildeten Vorsprungs, (b) die Form eines an einem Batteriemodul befestigten Knotengummis, und (c) einen Zustand, in dem das Batteriemodul eine Batteriehalteöffnung durchsetzt und um 60° gedreht ist.
Beste Ausführungsweise der Erfindung
Unter Bezugnahme auf 1, die einen Aufbau und ein Verfahren zum Aufbauen einer Batterieanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, nimmt ein im wesentlichen rechteckig-quaderförmiges Batteriegehäuse 10 vier (im allgemeinen zwei oder mehr) feststehende Trennwände 14 auf. Die Trennwände 14 sind zu benachbarten Trennwänden 14 mit einem Zwischenraum angeordnet, der doppelt so lang wie die Länge einer Batterie 12 (im allgemeinen ein ganzzahliges Vielfaches) ist. Jede Trennwand 14, die als Stütztrennwand dient, weist jeweils Öffnungen zum Halten und Tragen eines Batteriemoduls 16 auf, das sich durch diese hin durch erstreckt. Um hindurchtretende Batterien 12 zu halten, weist jede Batteriehalteöffnung 18 eine Wandung auf, die geringfügig in der Richtung vorsteht, in der das Batteriemodul 16 hindurchtritt. Separat vom Batteriegehäuse 10 und den feststehenden Trennwänden 14, die einstückig durch Formen ausgebildet sind, sind drei (im allgemeinen eine ganzzahlige Anzahl) mittlere Trennwände 20 durch Formen oder dergleichen gefertigt. Jede mittlere Trennwand 20, die als Abstimmvorsprung dient, weist Öffnungen bzw. eine Batteriedurchführöffnung 22 auf, durch welche jeweilige Batteriemodule 16 hindurchtreten. Jede Batteriedurchführöffnung 22 kann auch keine Wandund wie die Batteriehalteöffnung 18 aufweisen, da sie keine Batterie 12 zu halten braucht.
Für das Aufbauen wird eine vibrationsfeste Gummiplatte 24 an jeder feststehenden Trennwand 14 angebracht. Die vibrationsfeste Gummiplatte 24 besitzt Öffnungen 26 jeweils an einer Position, die jeder Batteriehalteöffnung 18 entspricht. Ferner sind aus einem vibrationsfesten Gummi zylindrische Vorsprünge 28 um die Kante der entsprechenden Öffnung 26 ausgebildet. Für die Anbringung wird eine vibrationsfeste Gummiplatte 24 in Bezug auf die entsprechende feststehende Trennwand 14 derart positioniert, daß die zylindrischen Vorsprünge 28 in die entsprechenden Batteriehalteöffnungen 18 eingesetzt werden. Nach der solcherart erfolgten Anbringung der Folien 24 und der feststehenden Trennwände 14 werden mittlere Trennwände 20 in die Batteriegehäuse 10 eingebaut. Im besonderen wird jede der mittleren Trennwände 20 in das Batteriegehäuse 10 im wesentlichen benachbart zu dem Verbindungsteil der Batterien 12 eingebaut, beispielsweise so, daß sie in einen Eingriffsvorsprung 32 eingreift, der am oberen Teil der mittleren Trennwand 20 ausgebildet ist mit einer Eingriffskerbe 30, die am oberen Teil des Batteriegehäuses 10 an der Mitte zwischen den benachbarten feststehenden Trennwänden 14 ausgebildet ist. Daraufhin wird ein langes, säulenartiges Batteriemodul 16, das aus sechs (im allgemeinen zwei oder mehr) zylindrischen Batterien 12 besteht, elektrisch und mechanisch verbunden, in die Batteriehalteöffnungen 18 und die Batteriedurchführöffnungen 22 eingesetzt, so daß es die feststehenden Trennwände 14 und die mittleren Trennwände 20 durchsetzt. In der Praxis werden viele Batteriemodule 16 verwendet, obgleich dies in 1 nicht gezeigt ist. Nachdem alle Batteriemodule 16 in das Batteriegehäuse 10 eingebaut sind, kann die resultierende, in 1 gezeigte Batterieanordnung für eine Befestigung unter dem Boden oder an einem Gepäck eines Fahrzeugs mit Elektromotor angepaßt werden unter Verwendung eines Befestigungssockels 34 oder dergleichen, der am unteren Teil des Batteriegehäuses 10 ausgebildet ist. Es ist anzumerken, daß Elemente, die für den Betrieb der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich sind, in 1 weggelassen wurden.
Da gemäß der obenstehenden Beschreibung ein Batteriemodul 16, das eine lange Verbindung von zylindrischen Batterien 12 darstellt, im Batteriegehäuse 10 aufgenommen ist, wo feststehende Trennwände 14 und mittlere Trennwände 20 einstückig ausgebildet oder eingebaut sind, wird ein Freiraum zwischen der benachbarten feststehenden Trennwand 14 und der mittleren Trennwand 20 erzeugt, so daß ein Kühl-/Erwärmungsmedium wie etwa Luft durch den Freiraum zu den Batterien 12 zwischen der feststehenden Trennwand 14 und der mittleren Trennwand 20 zugeführt werden kann. Somit erfordert diese Anordnung nur eine geringe Anzahl von Elementen, was eine Verringerung von Teilekosten und Arbeitsschritten für den Zusammenbau ermöglicht. Wie des weiteren in 2 gezeigt ist, kann ein Freiraum 36 im unteren Teil der feststehenden Trennwände 14 gebildet werden. Bei dieser Anordnung wird ein Strömungspfad für das Medium im unteren Teil des Batteriegehäuses 10 gebildet, wodurch ein wirkungsvolleres Kühlen und Wärmen der Batterien ermöglicht wird. Es wird angemerkt, daß, obgleich der untere Teil der feststehenden Trennwand 14 beispielhaft in 2 gezeigt ist, dessen oberer Teil und der obere und untere Teil einer mittleren Trennwand 20 auf ähnliche Weise aufgebaut sein können.
Gemäß dieser Ausführungsform sind Abstimmvorsprünge 38 mit verschiedenen Formen an mittleren Trennwänden 20 ausgebildet. Die Abstimmvorsprünge 38 sind dazu vorgesehen, einen effektiven Wärmeaustausch (Abstimmung) zwischen Batterien und dem Medium zu bewerkstelligen, indem sie den Wärmeaustausch hinsichtlich einer stromaufwärts im Mediumstrom angeordneten Batterie oder durch Verringern der Querschnittfläche des Mediumströmungspfades (d. h. Erhöhung einer Fließgeschwindigkeit) bezüglich einer stromabwärts im Mediumstrom angeordneten Batterie blockieren. Somit kann bei einem Mediumstrom vom unteren zum oberen Teil des Batteriegehäuses 10 gemäß der Darstellung in 1 ein Abstimmvorsprung 38 beispielsweise in Form einer Wandbedeckung des unteren Teils einer Batteriedurchführöffnung 22 ausgebildet sein, das am unteren Teil einer mittleren Trennwand 20 ausgebildet ist, oder einer Säule, die zwischen Batteriedurchführöffnungen 22 auf dem oberen Teil einer mittleren Trennwand 20 steht. Es ist anzumerken, daß verschiedene andere Formen und Ausbildungspositionen für einen Abstimmvorsprung 38 anpaßbar sind, obgleich dies vorliegend aus Gründen der Übersichtlichkeit der Beschreibung nicht beschrieben wird. Das Vorsehen eines solchen Abstimmvorsprungs ermöglicht ein noch effektiveres Kühlen und Wärmen von Batterien bei dieser Ausführungsform.
Ferner ist gemäß dieser Ausführungsform die feststehende Trennwand 14 für das Halten der Batteriemodule 16 zuständig, während die mittlere Trennwand 20 für die Abstimmung zuständig ist. Eine funktionelle Trennung und separate Ausbildung der mittleren Trennwände 20 in Bezug auf das Batteriegehäuse 10 erleichtert die Fertigung von Teilen. Anders ausgedrückt, mittlere Trennwände 20 mit einer vergleichsweise komplizierten Formgebung mit Abstimmvorsprüngen 38 sind separat von den weiteren Teilen der Anordnung gehalten, so daß die Teile der Anordnung unter Anwendung von Formverfahren oder anderen einfachen Verfahren leicht gefertigt werden können. Zusätzlich kann ein Batteriemodul 16 im Vergleich mit einem Aufbau, bei dem alle Trennwände als feststehende Trennwände 14 ausgebildet sind, wegen eines geringen Einschubwiderstandes leicht in die Anordnung eingefügt werden. Es ist anzumerken, daß, obwohl feststehende Trennwände 14 und mittlere Trennwände 20 abwechselnd angeordnet sind, die jeweils dem Verbindungsteil der Batterien 12 des Batteriemoduls 16 in 1 entsprechen, die vorliegende Erfindung nicht auf eine regelmäßig abwechselnde Anordnung oder auf eine Anordnung an einem Verbindungsteil beschränkt ist.
Da des weiteren die vibrationsfeste Gummiplatte 24 so an der feststehenden Trennwand 14 angebracht ist, daß sie das Verbindungsteil der Batterien 12 durch die Batteriehalteöffnung 18 hält und trägt, eine Verschiebung und Beschädigung des Verbindungsteils aufgrund von mechanischer Vibration unwahrscheinlich ist. Des weiteren können vibrationsfeste Gummiplatten 24, die an den feststehenden Trennwände 14 an den Enden des Batteriemoduls 16 angebracht wären und in 1 weggelassen sind, dennoch vorgesehen sein. Des weiteren kann auf die vibrationsfesten Gummiplatten 24 verzichtet werden, wenn man Knotengummis 40 verwendet, die ursprünglich verwendet werden, um Teile mit unterschiedlichen Potentialen zwischen benachbarten Batterien 12 eines Batteriemoduls 16 elektrisch voneinander zu isolieren.
Beispielsweise kann das Verbindungsteil von Batterien 12 mit einem Aufbau wie dem in 3 gezeigten entworfen werden. Es ist anzumerken, daß jedes in 3 gezeigte Bauelement eine Dicke besitzt, obgleich dies aus Gründen der Übersichtlichkeit der Darstellung nicht gezeigt ist. Des weiteren sind die positive Elektrode einer Batterie 12 und ein Teil mit einer dazu äquivalenten Polarität durch ein Bezugszeichen 12+ repräsentiert, während die negative Elektrode und ein Teil mit einer dazu äquivalenten Polarität durch ein Bezugszeichen 12– repräsentiert sind, und das positive Elektrodenelement 12+ und das negative Elektrodenelement 12– der gleichen Batterie 12 sind durch ein Isolierelement (nicht gezeigt) elektrisch voneinander isoliert. Um zwei Batterien 12 elektrisch und mechanisch zu verbinden, ist ein Knotengummi 40 angeordnet, der das rechte Ende des negativen Elektrodenelementes 12– der Batterie 12 bedeckt, das auf der linken Seite in der Zeichnung gezeigt ist. Daraufhin wird ein Verbindungselement 42 angeordnet, welches das positive Elektrodenelement 12+ der linken Batterie abdeckt, und punktverschweißt. Die Anordnung eines Knotengummis 40 und das Punktschweißen eines Verbindungselementes 42 kann auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Die Markierung x in der Zeichnung steht für eine Punktschweißstelle. Ferner ist die Batterie 12 auf der rechten Seite in das Verbindungselement 42 eingesetzt, und das Verbindungselement 42 ist mit dem negative Elektrodenelement 12– der rechten Batterie punktverschweißt. Bei diesem Aufbau dient der Knotengummi 40 zum elektrischen Isolieren des negativen Elektrodenelementes 12– der linken Batterie 12 und desjenigen der rechten Batterie 12, d. h., die Elemente mit einer elektrischen Potentialdiffe renz, die einer Batterie 12 entsprechen. Wie obenstehend beschrieben wurde, kann auf die vibrationsfeste Gummiplatte 24 verzichtet werden, wenn ein Knotengummi 40 verwendet wird, der groß genug ist, damit er aus den Batterien vorsteht. Mit anderen Worten, durch geeignetes Bestimmen der Form und Größe eines Knotengummis 40, der für die elektrische Isolation der Teile mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen zwischen benachbarten Batterien 12 erforderlich ist, können die Funktionen des Dämpfens von Schwingungen und des Verhinderns einer Verschiebung erfüllt werden, indem anstelle einer vibrationsfesten Gummiplatte 24 der Knotengummi 40 verwendet wird. Dies gestattet eine Verringerung der Anzahl von Teilen und Arbeitsschritten für den Zusammenbau und erzielt die gleiche Funktion.
Darüber hinaus kann eine weitere Selektion der Form und Größe des Knotengummis 40 die Fertigung erleichtern. Beispielsweise können Knotengummis 40 entworfen werden, die eine solche Verjüngung aufweisen, daß gemäß der Darstellung in 4 ein Knotengummi 40 mit einem kleineren Außendurchmesser näher am vorderen Ende des sich durch die Öffnungen erstreckenden Batteriemoduls 16 angebracht ist, während derjenige mit einem größeren Außendurchmesser näher am rückwärtigen Ende angebracht ist. Bei dieser Anordnung kann Klappern beim Erstellen des Batteriemoduls 16 im Batteriegehäuse 10, d. h. ein um die Batteriehalteöffnungen 16 hervorgerufener Einschubwiderstand usw. verringert werden. Um bei Verwendung des Batteriemoduls 16 mit der oben erwähnten Form einen festen Halt an den Batteriehalteöffnungen 18 zu gewährleisten, werden die Batteriehalteöffnungen 18 bevorzugt mit einem ähnlichen Unterschied des Innendurchmessers verarbeitet. Ferner kann eine Batteriehalteöffnung 18 mit einem Eingriffsvorsprung 44 an ihrer Innenfläche 18 alle 60° ausgebildet sein, wie in 5(a) gezeigt ist, und ein Knotengummi 40 kann alle 60° mit einer dem Vorsprung entsprechenden Kerbe ausgebildet sein. In einem solchen Fall wird das Batteriemodul 16 in die Batteriehalteöffnung 18 in einer solchen Lage und mit einem solchen Winkel eingesetzt, daß die Knotengummis 40 sich nicht gegenseitig mit den Vorsprüngen 44 stören, und nach dem vollständigen Einsetzen um 60° gedreht, so daß die Knotengummis 40 mit den Vorsprüngen 44 eingreifen und das Batteriemodul 16 festgelegt ist. Beim Einsetzen des Batteriemoduls 16 verursachen die Knotengummis 40 keinen Einschubwiderstand.
Wie obenstehend beschrieben wurde, werden gemäß der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von Stütztrennwänden und Batteriemodulen verwendet, wobei jedes Batteriemodul so angeordnet ist, daß es durch Batteriehalteöffnungen hindurchtritt, so daß sie Stütztrennwände durchsetzen, die wie die Zähne eines Kammes angeordnet sind, so daß die Verbindungsteile von Batterien durch die Stütztrennwände gehalten sind. Bei dieser Anordnung kann ein Zwischenraum zwischen Stütztrennwänden gebildet werden, durch den ein Medium wie Luft strömen kann, so daß Batterien effektiv gekühlt oder gewärmt werden können, ohne einen Abstandhalter mit Öffnungen oder dergleichen zu erfordern. Da des weiteren die Verbindungsteile von Batterien durch Stütztrennwände gehalten sind, ist es unwahrscheinlich, daß eine mechanische Schwingung eine Beschädigung daran hervorrufen kann. Dies ermöglicht die Verwendung eines kostengünstigen Verfahrens zum Verbinden von Batterien.
Des weitern ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Abstimmvorsprung zwischen Stütztrennwänden oder zwischen einer Stütztrennwand und anderen Abstimmvorsprüngen angeordnet, so daß die Strömung von Medium in der Batterieanordnung unter Verwendung des an der Abstimmtrennwand ausgebildeten Abstimmvorsprungs gesteuert werden kann. Bei dieser Anordnung können alle Batterien ungeachtet der Strömungsrichtung des Mediums oder der Richtungsbeziehung der Batterie in Bezug auf die Mediumströmung auf günstige Weise gekühlt bzw. gewärmt werden. Ferner erzielt eine funktionelle Trennung der Art, daß eine Stütztrennwand für das Tragen zuständig ist, während ein Abstimmvorsprung für die Abstimmung zuständig ist, eine vereinfachte Aufbaustruktur und eine erleichterte Herstellung und Montage der Anordnung. Dies ermöglicht eine weitere Reduzierung der Kosten der Batterieanordnung.
Weiterhin kann, da gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein elektrisch isolierendes elastisches Element an einem Verbindungsteil von Batterien vorgesehen ist und an der Innenfläche einer Batteriehalteöffnung mit einer vorgegebenen Elastizität anschlägt, um Teile der Batterien mit einem verschiedenen elektrischen Potential elektrisch voneinander zu isolieren, eine elektrische Isolationsfunktion zum elektrischen Isolieren der Teile von Batterien mit unterschiedlichem elektrischen Potential und eine vibrationsfeste Funktion zum Verhindern einer Beschädigung der Verbindungsteile von Batterien durch Dämpfen der beaufschlagten Vibration durch Verwendung eines einzigen Elementes erzielt werden. Im Ergebnis kann die Anzahl von Teilen verringert werden, was die Herstellung einer kostengünstigen Batterieanordnung ermöglicht.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf ein Elektromotorfahrzeug wie etwa ein elektrisches Auto anwendbar, sondern auch auf verschiedenen anderen Gebieten, auf denen eine große Anzahl von Batterieelementen verwendet wird.

Claims

Batterieanordnung mit: einer Anzahl von Stütztrennwänden, an denen Batteriehalteöffnungen an festgelegten Positionen in einer festgelegten Anordnung ausgebildet sind; und einer Anzahl von Batteriemodulen, die jeweils eine lange zylindrische Einheit bilden, welche aus einer Anzahl von zylindrischer Batterien besteht, die elektrisch und mechanisch in einer längsgerichteten Anordung verbunden sind; wobei die Anzahl der Stütztrennwände grob ähnlich den Zähnen eines Kamms angeordnet und von benachbarten Trennwänden durch einen Raum getrennt sind, der einer natürlichen Zahl mal der Länge einer Batterie entspricht, und die Anzahl der Batteriemodule jeweils eine Anordnung der Anzahl von Stütztrennwänden von einem Ende bis zum anderen durchdringen, während sie sich durch die Batteriehalteöffnungen erstrecken, so dass Verbindungsabschnitte eines Batteriemoduls, wo benachbarte Batterien miteinander verbunden sind, durch die Stütztrennwände gehalten und abgestützt werden.
Batterieanordnung nach Anspruch 1, mit einer Abstimm-Trennwand, welche Batteriedurchführöffnungen, die an festgelegten Positionen in einer festgelegten Anordnung ausgebildet sind, und einen Abstimmvorsprung aufweist, der an der Kante einer Batteriedurchführöffnung oder an einem Teil zwischen Batteriedurchführöffnungen ausgebildet ist, und in eine Richtung vorsteht, in der sich ein Batteriemodul erstreckt, wobei der Abstimmvorsprung zwischen Stütztrennwänden oder einer Stütztrennwand und einer anderen Abstimm-Trennwand ausgebildet ist, und wobei sich die Batteriemodule durch die Batteriedurchführöffnungen erstrecken.
Batterieanordnung nach Anspruch 1 oder 2, mit einem elektrisch isolierenden Elastikelement, das am Verbindungsabschnitt ausgebildet ist, mit einer festgelegten Elastizität an eine Innenoberfläche einer Batteriehalteöffnung stößt, und Abschnitte unterschiedlicher elektrischer Potentiale von Batterien, die am Verbundabschnitt miteinander verbunden sind, elektrisch isoliert.